基于分段幂次函数滑模观测器的永磁同步电机速度控制

为了提高永磁同步电机的控制性能,解决传统滑模控制器中存在的抖振和响应速度慢等问题,提出一种采用分段幂次函数的新型滑模观测器。利用Lyapunov稳定判据对系统稳定性进行了证明,并在新型滑模观测器前设计了滑模速度控制器,最后与传统的PI控制器进行仿真比较。Matlab仿真和实验结果表明,新型滑模观测器结合滑模速度控制器的控制方法具有更强的鲁棒性和更快的收敛速度,在抑制系统抖振方面具有更优的性能,所得结果验证了所提出方法的有效性。

滑模控制快速分段幂次趋近律设计与分析

针对滑模变结构控制中出现的抖振问题,提出了一种分段幂次趋近律。该趋近律采用分段函数方式设计,具有较快的收敛速率、较多的调节参数,并且针对不同阶段的趋近律分开设计互不影响。理论证明了该趋近律达到滑模面时无抖振、固定时间收敛,详细推导出了收敛时间的表达式。在系统存在不确定性和外界干扰时能收敛于干扰稳定界,求出了干扰稳定界范围,给出了各参数对收敛速率和干扰稳定界的影响程度。以小卫星姿态机动控制为例,通过对比仿真实验,证明了所提趋近律的优越性。

基于幂次变换和MSR的光照不均图像增强

针对光照不均图像暗区细节丢失的问题，提出了基于幂次变换和MSR（多尺度Retinex）的光照不均图像增强算法。首先对光照不均图像进行幂次变换，扩展图像暗区灰度值的动态范围，增强暗区的细节，然后再利用MSR算法对幂次变换的结果进行进一步处理，提高图像的对比度实验表明，该算法在消除不均匀光照、保持图像较高的对比度的同时，有效地增强了原始图像中暗区的细节。

基于幂次趋近律滑模观测器的永磁同步电机控制

针对传统滑模观测器存在严重的高频抖振以及转子位置和电机转速估算精度不足等问题,使用一种基于幂次趋近律的新型滑模观测器,提高了转子位置和电机转速观测精度,抑制了系统的高频抖振。通过设计新型的分段函数替代传统滑模观测器的切换函数,并引入幂次趋近律结合到新型滑模观测器的切换函数中,提高了滑模趋近速度,消除了反电动势中的高频谐波,减弱了传统滑模观测器的高频抖振,同时对用于转子位置和电机转速估计的锁相环进行改进,消除了转速变化对于电机转子位置估计的影响,提高了转子位置观测精度。仿真结果表明,基于幂次趋近律的新型滑模观测器,削弱了系统的高频抖振,提高了电机转速和转子位置的观测精度,具有良好的控制性能。

矿用压风机组优化控制方法研究

针对矿用压风机组存在能耗巨大、风量控制不准确、转速控制不稳定等问题,提出一种基于扩展积分快速终端滑模扰动观测器(EIFTSMDO)和新型无模型积分分段双幂次滑模控制(IMFNSMC)的压风机组电动机转速控制方法。该方法基于表贴式永磁同步电机(SPMSM)转速环的新型超局部模型,结合无模型控制和新型滑模控制的优点,设计了改进的无模型新型趋近率滑模控制器;同时结合积分滑模滑模和快速终端滑模的优点,设计了积分项快速终端滑模扰动观测器,实时精准估计新型超局部模型的未知部分;通过对控制器进行前馈补偿,提高了电动机控制系统的鲁棒性和抗干扰能。仿真和半实物实验结果表明,与滑模控制和新型滑模控制方法相比,基于IMFNSMC+EIFTSMDO的控制方法的超调减少了15%,响应速度加快了0.1 s,抗干扰能力加强了10%,验证了该方法的有效性和优越性。

低对比度下零件弱边缘提取和缺陷检测研究

针对低对比度的金属零件弱边缘提取缺失和缺陷漏检等问题,提出了基于分段幂次Retinex和含惩罚项自适应鸽群优化的弱边缘提取和缺陷检测两阶段算法。一阶段使用分段幂次Retinex(PPR)提高弱边缘对比度,构建低通自适应双边滤波抑制和去除无关噪声,使用含惩罚项的自适应鸽群优化分割算法提取边缘;二阶段在提取出的边缘区域内使用不含PPR图像增强的滤波和分割等算法来检测划痕和凹洞缺陷。试验结果表明,两阶段算法在增强保护低对比度弱边缘分界信息后,可完整分割提取出零件的轮廓边缘,进而快速检测出不同位置的零件缺陷。

一种自适应的雾天降质图像清晰化方法研究

用幂次变换函数取代传统的累积积分函数做直方图均衡,使输出图像亮度可调,显示更多细节。对Retinex理论求解法的Kimmel变分模型做了修改,增加了增强图像细节的因式项。将直方图幂次变换函数均衡化法和基于Retinex理论的图像增强法相结合,讨论了结合原则,提出了以图像方差指标作为结合与否的判据,达到了自适应处理薄、浓雾天降质图像的目的。实验表明,该方法既防止了单一进行直方图均衡在图像颜色细节上的畸变,又提高了基于Retinex理论图像增强法去浓雾的能力,取得了较好的视觉效果。

隔离型准Z源逆变器滑模控制策略研究

针对隔离型准Z源网络在直流侧存在非最小相位现象,导致其直流链电压和变压器副边电容电压易产生超调和振荡的问题,提出一种基于分段幂次趋近律的滑模控制器用于控制直流链电压。首先根据电感电流、电容电压误差及其积分设计相应的滑模面,并分析其存在可达性,之后设计分段幂次趋近律解决传统滑模控制策略中动态响应慢、抖振大的问题。仿真和实验结果表明:设计的控制器能够很好地稳定直流链电压,相比传统滑模控制器具有更好的动态响应能力和鲁棒性。